2020届高考物理一轮复习：第十三章 第1讲 原子结构 氢原子光谱(含解析)

板块三限时规范特训

时间：45分钟满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中1～6为单选，7～10为多选)

1．根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的结论是()

A．原子十分稳定，原子光谱是连续谱

B．原子十分稳定，原子光谱是线状谱

C．原子很不稳定，原子光谱是连续谱

D．原子很不稳定，原子光谱是线状谱

答案 C

解析按照经典电磁理论，加速运动的电子，要不断地向周围发射电磁波，发射的应该是连续谱，电子的能量不断减少，最后电子要落到原子核上，即原子不稳定，C正确。

2．对原子光谱，下列说法不正确的是()

A．原子光谱是不连续的

B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的

C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同

D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素

答案 B

解析原子光谱为线状谱，是不连续的，A正确；由于各种原子的原子结构不同，各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线，分析物质发光的光谱，可鉴别物质中含哪些元素，D正确。

3．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则()

A ．吸收光子的波长为c (E 1－E 2)h

B ．辐射光子的波长为c (E 1－E 2)h

C ．吸收光子的波长为ch E 1－E 2

D ．辐射光子的波长为ch

E 1－E 2

答案 D

解析 由玻尔理论的跃迁假设知，当氢原子由较高的能级向较低

的能级跃迁时辐射光子，由关系式hν＝E 1－E 2得ν＝E 1－E 2h 。又有λ

＝c ν，故辐射光子的波长为λ＝ch E 1－E 2

，D 选项正确。 4．[2017·湖南永州二模]如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱。已知谱线a 是氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝2能级时的辐射光，谱线b 可能是氢原子在下列哪种跃迁情形时的辐射光( )

A ．从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级

B ．从n ＝5的能级跃迁到n ＝2的能级

C ．从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级

D ．从n ＝5的能级跃迁到n ＝3的能级

答案 B

解析 由题图乙可知，谱线a 的波长大于谱线b 的波长，所以a 光的光子频率小于b 光的光子频率，则b 光的光子能量大于n ＝4和n ＝2间的能级差，分析可知A 、C 、D 错误，B 正确。

5．[2017·山东青岛一模]原子从A 能级跃迁到B 能级时吸收波长为λ1的光子，原子从B 能级跃迁到C 能级时发射波长为λ2的光子。已知λ1>λ2，那么原子从A 能级跃迁到C 能级时将要( )

A ．发出波长为λ1－λ2的光子

B ．发出波长为λ1λ2λ1－λ2

的光子 C ．吸收波长为λ1－λ2的光子

D ．吸收波长为λ1λ2λ1－λ2

的光子 答案 B

解析 原子从A 能级跃迁到B 能级时吸收波长为λ1的光子，原子从B 能级跃迁到C 能级时发射波长为λ2的光子，已知λ1>λ2，所以

B 、

C 能级之间能量差等于A 、C 能级与A 、B 能级之间能量差之和，

即有hc λ2＝hc λ1＋hc λ3

，故从A 能级跃迁到C 能级时将要发出波长为λ3＝λ1λ2λ1－λ2

的光子，B 正确。 6．如图所示，是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a 。当氢原子从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射出光子b 。则以下判断正确的是( )

A ．光子a 的能量大于光子b 的能量

B．光子a的频率大于光子b的频率

C．光子a的波长大于光子b的波长

D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度

答案 C

解析E a＝E4－E3＝0.66 eV，E b＝E3－E2＝1.89 eV，E a

项A错误；根据E＝hν可得ν＝E

h，因为E a

错误；根据λ＝c

ν，νa<νb，可得λa>λb，选项C正确；在真空中光子的

传播速度相同，均是3×108 m/s，选项D错误。

7．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有()

A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路

D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的

答案BC

解析汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对α粒子散射实验现象的分析所得出的结论可知选项B正确；根据对原子光谱产生的机理进行探究，开辟了深入探索原子结构的道路，选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子光谱的现象，但其提出的原子定态概念是正确的，选项D错误。

8．[2017·安徽师大附中二模]已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是()

A．产生的光子的最大频率为E3－E2

h

B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小

C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2 D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子

答案BC

解析大量处于能级n＝3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不

同频率的光子，产生光子的最大频率为E3－E1

h，A错误；当氢原子从

能级n＝2跃迁到n＝1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小，B正确；若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2－E1，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为(E3－E1)－(E2－E1)＝E3－E2，C正确；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把－E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，使氢原子电离，D错误。

9.[2017·湖北七市联考]氢原子的能级图如图所示，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则()